Нелинейный фильтр

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1462231 (д11 4 С 05 В 5/01

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4011459/24-24 (22) 16.01.86 (46) 28.02.89. Бюл. ¹ 8 (72) В.П.Попов и А.П.Нефедов (53) 62-50 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 981926, кл. G 05 В 5/Oi, 1980.

Патент Великобритании № 1469605, кл. Н 3 N 1977. (54)(57) 1.НЕЛИНЕЙНЫЙ ФИЛЬТР, содержащий элемент сравнения, первый вход которого является входом фильтра, и интегратор, выход которого подключен к выходу фильтра и второму входу элемента сравнения, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыщения точности фильтра, в него введены двухпороговый компаратор и элемент выборки-хранения, при этом выход элемента сравнения подключен к

Изобретение относится к устройствам для фильтрации электрических сигналов и может быть использовано в системах автоматики, радиотехники и информационно-измерительной техники для выделения полезной составляющей измеренных сигналов.

Цель изобретения — повьппение точности фильтра и обеспечение адаптации к сигналу.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема нелинейного . фильтра; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу фильтра.

Нелинейный фильтр содержит элемент 1 сравнения, элемент 2, выбарвходу двухпорогового компаратора и через элемент выборки-хранения к входу интегратора, выход двухпорогового компаратора подключен к. управляющему входу элемента выборки-хранения.

2. Фильтр по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью обеспечения адаптации к сигналу, он дополнительио содержит фильтр нижних частот, два источника опорного напряжения и два сумматора, выходы которых подсоединены к входам управления порогами компарации двухпорогового компаратора, фильтр нижних частот подключен входом к выходу элемента сравнения, а выходом — к входам сумматоров, другие входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго источников опорного напряжения.

М

CO

9фЬ ки-хранения, который запоминает производную сигнала на время действия помехи, интегратор 3, двухпороговый компаратор 4, который выделяет участ=. ки сигнала, пораженные помехой. Вход элемента 1 сравнения соединен с входом нелинейного фильтра, а выход— через элемент 2 выборки-хранения с входом интегратора 3, выход которого соединен с выходом нелинейного фильтр ра и с другим входом элемента 1 сравнения. Выход элемента 1 сравнения также через двухпороговый компаратор ."4 подключен к управляющему входу элемента 2 выборки -хранения . Адаптация нелинейного фильтра к сигналу

1462231 обеспечивается сумматорами 5 и 6, фильтром 7 низких частот и первым и вторым источниками опорного сигнала.

В элементе 2 выборки -хранения запо5 минающии конденсатор 8 подключен к ключу 9 через резистор 10 и шунтирован другим резистором 11.

Нелинейный фильтр работает следующим образом. 10

Входной сигнал (фиг. 2, а) поступает на вход элемента 1 сравнения, где из него вычитается выходной сигнал нелинейного фильтра. Полученный сигнал разности (фиг. 2,б), соответствующий скорости .изменения полезного сигнала, поступает на входы элемента 2 выборки-хранения, компаратора 4,и фильтра 7 нижних частот. В моменты отсутствия импульсов помехи сигнал разности мало отличается от выходного сигнала фильтра 7 нижних частот и не выходит за пределы порогов компарации компаратора 4 (на фиг. 2;б пороги компарации показаны 25 пунктирными линиями). При этом на выходе компаратора 4 присутствует управляющий сигнал, который заставляет элемент 2 выборки-хранения работать в режиме выборки. Сигнал с выхода элемента 1 сравнения беспрепятственно проходит на вход интегратора 3 и íà его выходе образуется выходной сглаженный сигнал (фиг, 2,в), и весь нелинейный фильтр работает как линей|пж фильтр с постоянной времени, равной постоянной времени интегратора 3.

Во время действия импульса помехи разностный сигнал (фиг. 2,б) с выхода элемента 1 сравнения своим импульсным выбросом выходит за порог. компенсации компаратора 4, и он переключает элемент 2 выборки-хранения в режим хранения.

На запоминающем конденсаторе элемента 2 выборки-хранения хранится напряжение, соответствующее тому значению производной входного сигнала, которое она имела в момент, предшествующий импульсу помехи. Интегратор 3, интегрируя это напряжение, выделяет полезный сигнал с минимальной ошибкой {фиг. 2,в), так как вырабатывает линейную экстраполяцию участка сигнала, пораженного импульсом помехи. Если импульс помехи длится долго, то запоминающий конденсатор элемента 2 выборкихранения успевает разрядиться через шунтирующий резистор, на вход интегратора поступает нулевой сигнал и на выходе нелинейного фильтра держится напряжение, приблизительно соответствующее тому значению входного (фиг.

2,а) сигнала, которое предшествует импульсу помехи.

После окончания импульса помехи разностный сигнал (фиг„ 2,б) возвращается в рамки пороговых напряжений, компаратор 4 переключает элемент 2 выборки-хранения в режим выборки и нелинейный фильтр опять работает как линейный фильтр.

1462231

Редактор А.Лежнина Техред М.Дидык Корректор Л.Патай

Заказ 671/43 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. ужгород, ул. Гагарина, 101